空氣分級燃燒技術改造的技術路線
煤粉鍋爐的燃燒過程缺乏細化的計算方法，在相關資料和規程中對于燃燒器通過一些經驗參數的選取進行的設計，利用空氣分級燃燒改造的時候也應該遵守這些原則。空氣分級燃燒改造的技術路線圖是從 5 臺次燃燒器改造的實踐工作中總結出的，能夠適用于燃燒器改造，有利于低 NOX燃燒技術在改造工程上的推廣應用。四角切圓煤粉鍋爐應用低 NOX燃燒技術的技術路線圖見圖 4。
主燃區空氣過量系數的確定方法
當主燃區空氣過量系數為0.7時,NOX減排效果*佳，但過低的空氣過量系數會影響到爐內空氣動力場的組織，同時在采用棗核型二次后，能夠形成徑向分級，緩解一二次風在燃燒初期的混合，降低一次燃燒的空氣量。爐型的大小也影響到空氣過量系數選擇，鍋爐容量大，燃燒器層數多，爐內空氣動力場組織靈活，能夠選擇較低的主燃區空氣過量系數，反之小型鍋爐需要選擇較高的空氣過量系數。因此爐內空氣過量系數在綜合各方面影響后選擇。經過本次研究推薦420t/h以下的鍋爐選取0.9～1.0，420t/h以上的鍋爐選取0.8～0.9。
式中：
Wy——煙氣在爐內的平均上升速度
Bj——鍋爐計算燃料消耗量，kg/s;
Vy——煙氣體積，計算值，m3/kg(標準狀態)；
l1,l2——爐膛截面的深度與寬度，單位為m；
P——當地大氣壓力，Pa；
ϑ ′——爐膛出口溫度，℃；
ϑa——理論燃燒溫度，℃。
SOFA高度的選取
經分析煤粉燃燒的氮氧化物轉化曲線，前0.5秒是控制氮氧化物生成的關鍵時間。選取的SOFA原則上應保證*上層一次風至*下層SOFA的煙氣停留時間大于0.5s。在停留時間保證的基礎上為了保證噴入SOFA后燃燒充分，SOFA高度又應低于*上層燃盡風與折焰角的中心線。煙氣速度應用式3計算。
τ=l3/Wy （3）
式中： l3——燃燒器上排一次風噴嘴中心至燃盡風中心距離
SOFA 風量、風速、尺寸、層數的設計
SOFA 的風量按式 4 計算
Q SOFA=Q LL×(1.2-a1) （4）
QSOFA——燃盡風的質量流量
QLL——理論空氣質量
a1——主燃區空氣過量系數
計算質量流量后換算成體積流量，為使燃盡風具有穿透力，設計燃盡風風道時應盡量減少彎頭的設計，減少從風箱引入燃盡風噴口的距離，風道的面積大于 SOFA 噴口的面積 1.2 倍以上。選取 SOFA風速為 50m/s（由于風壓原因，一般無法實現更高的風速），根據體積流量與選取的風速計算 SOFA 總尺寸。即使鍋爐容量小于 420t/h，一般也將設計為兩層以上，這樣在低負荷下，只投入一層 SOFA,保持 SOFA 高風速，具有強穿透力。
SOFA 噴口可設計成上下左右擺動的形式，對調節主蒸汽溫度偏差，控制火焰高度能起到一定的作用，但通常設計成固定形式的即可。采用可擺動形式的噴口宜設計成正方形，固定形式的噴口宜設計成圓形，可提高氣流剛度和穿透力，提高燃盡效果。
SOFA 安裝角度的設計
SOFA 選擇與氣流旋轉方向反切安裝，安裝切圓初步選取與原二次風切圓大小一致或略大于原切圓大小，計算過平衡度之后做調整。
爐內空氣動力場的平衡度
計算方法見式 5，該式的意義是所有正切與反切的空氣動量之比，應用導流板改造后，計算時將被改造的噴口分成部分計算。
式中：
jiff,——分別代表與動力場方向相同和相反的氣流流量，m3/s;
A,B——分別代表爐膛寬度和深度，m；
α1,α2——分別代表與動力場方向相同和相反的燃燒器角度。
原二次風角度面積的改造
對原二次應縮小一定的面積，使改造后二次風的總面積接近改造前的水平，彌補引出 SOFA 后風量減小帶來的風速減小的問題，但*上兩層不宜縮小，*上兩層起到壓制火焰、初步分級效果，若縮小面積不利于 NOX減排和煤粉的燃盡。
縮小各二次風噴口面積時，應注意二次風與一次風的間距不能因為縮小面積而變得過大，過大會引起一次風卷吸熱煙氣，造成噴口結焦。
原二次的改造還應注意防止鍋爐因主燃區缺氧燃燒引起的爐膛結焦，通常可在二次風內加裝導流板，使一部分二次風以 15°至 20°大角度的方向噴出，達到使水冷壁區域富氧，防止結焦，導流板形式如圖 5 所示。
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